Schlagwort: Anlagenkennlinie

Statische Gesamthöhe

Posted on von Jens-Uwe Vogel
Es besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen:
  1. Der Druckdifferenz zwischen druck- und saugseitigem Behälter. Er ist Null für offene Behälter sowie für geschlossene Kreisläufe.
  2. Der Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsständen der druck- und saugseitigen Behälter bzw. des Ein- und Austritts des betrachteten Systems. Es ist Null für geschlossene Kreisläufe.
Dies bedeutet, für Kreisläufe (z.B. Heizungszirkulationssysteme) ist die statische Höhe immer Null. pin, pout = Drücke beim Ansaugen bzw. Ablassen der Flüssigkeitsstände ρ = Flüssigkeitsdichte g = Schwerkraft (9,81 m / s 2) Hgeo = statischer Höhenunterschied zwischen Saug- und Druckflüssigkeitsstand

Berechnung der Anlagenkennlinie

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Die notwendige Förderhöhe einer Pumpe in einer unverzweigten Rohrleitung erhält man aus der BERNOULLI-Gleichung für eindimensionale, stationäre Strömungen inkompressibler Medien: pin, pout = Drücke beim Ansaugen bzw. Ablassen der Flüssigkeitsstände ρ = Flüssigkeitsdichte g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s²) Hgeo = statischer Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsniveaus der saug- und druckseitigen Behälter Hl,tot = Gesamtrohrreibungsverlust zwischen Ein- und Austritt vin, vout = mittlere Strömungsgeschwindigkeiten in saug- bzw. druckseitigen Behältern Die mittleren Strömungsgeschwindigkeiten in den saug- bzw. druckseitigen Behältern sind nach dem Kontinuitätsgesetz meist unbedeutend klein und können vernachlässigt werden, wenn die Tankflächen im Vergleich zu denen der Rohrleitungen relativ groß sind. In diesem Fall wird die obige Formel vereinfacht, zu: Der statische Teil der Anlagenkennlinie, d.h. der Teil, der nicht von der Strömungsgeschwindigkeit und damit dem Förderstrom abhängt, lautet: Für geschlossene Systeme ergibt sich dieser Wert zu null. Die Gesamtverlusthöhe setzt sich aus den Verlusten aller Komponenten der Saug- und Druckleitung zusammen. Sie ist bei genügend großen REYNOLDS-Zahlen dem Quadrat des Volumenstromes proportional. g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s²) Hl,tot = Gesamtreibungsverlust zwischen Ein- und Austritt vi = mittlere Strömungsgeschwindigkeiten durch die Rohrquerschnittsfläche i Ai = charakteristische Rohrquerschnittsfläche ζi = Reibungsverlustbeiwert für Rohre, Formstücke usw. Q = Förderstom k = Proportionalitätsfaktor Unter den genannten Voraussetzungen kann man nun die Parabel der Anlagenkennlinie angeben: Der Proportionalitätsfaktor k wird aus dem gewünschten Betriebspunkt bestimmt. Der Schnittpunkt der Anlagenkennlinie mit der pumpenspezifischen Drosselkurve (Pumpenkennlinie) stellt den tatsächlichen Betriebspunkt dar.

Betriebspunkt einer Kreiselpumpe

Posted on von bs
Er gibt die Werte von Förderstrom und Förderhöhe an, die sich beim stationären Betrieb mit der zu der Förderhöhenkennlinie der Pumpe gehörigen Drehzahl n einstellen.” Unter dem gewünschten Betriebspunkt soll der Punkt der Anlagenkennlinie verstanden werden, für den entsprechend der Rohrleitungsberechnungen eine Pumpe gesucht ist. Ziel der Auswahl ist es (neben anderen Kriterien, wie z. B. maximaler Wirkungsgrad), die Abweichung zwischen dem gewünschten Betriebspunkt und dem (wirklichen) Betriebspunkt zu minimieren. Der Betriebspunkt der Anlage liegt immer im Schnittpunkt zwischen der Pumpen- und der augenblicklichen Anlagenkennlinie. Er wandert bei konstanter Drehzahl auf der Drosselkurve bei steigendem Rohrleitungswiderstand zu einem kleineren Volumenstrom. Der Betriebspunkt sollte in der Nähe des Wirkungsgradoptimums liegen.

Gesamtförderhöhe

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Die Förderhöhe ist definiert als die effektive mechanische Kraft, die von der Pumpe auf das Fördermedium ausgeübt und als Gewichtseinheit bei der lokalen Gravitationskonstante ausgedrückt wird. Sie ist bei konstanter Drehzahl und konstantem Durchfluss unabhängig von der Dichte des Fluids, aber abhängig von dessen Viskosität.

Förderstrom

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Der Sollförderstrom für die Auslegung einer Pumpe wird aus der Anwendung ermittelt, zum Beispiel für Heizungssysteme aus der Wärmebedarfsberechnung oder für Abwassersysteme aus statistischen Kenngrößen zur maximal zu erwarteten Abwassermenge. Für viele Anwendungen existieren hierzu nationale und internationale Normen. Die Kennlinien einer Kreiselpumpe (z.B. Förderhöhe, Leistungsaufnahme, Wirkungsgrad) werden in Abhängigkeit vom Förderstrom angegeben.

Förderhöhe

Posted on von bs
Die Sollförderhöhe für die Auslegung der Pumpe setzt sich zusammen aus
  • der statischen Höhe (statisch = unabhängig vom Förderstrom)
    • Höhendifferenz zwischen saugseitigem und druckseitigem Flüssigkeitsniveau (geodätische Höhe)
    • Druckdifferenz zwischen druck- und saugseitigem Behälter (bei geschlossenen Behältern)
    • ggf. erforderlichem Austrittsdruck
  • der Verlusthöhe aus den Druckverlusten im Rohrleitungssystem in Abhängigkeit vom Förderstrom
Die von der Pumpe auf die Förderflüssigkeit übertragene nutzbare mechanische Arbeit, bezogen auf die Gewichtskraft, nennt man Förderhöhe H der Pumpe. Sie ist bei konstanter Drehzahl n und konstantem Förderstrom Q unabhängig von der Dichte der Förderflüssigkeit, jedoch abhängig von deren Viskosität. Sie kann durch die Druckdifferenz dividiert durch die Dichte des Fördermediums und die lokale Gravitationskonstante berechnet werden. Bei newtonschen Flüssigkeiten kann die Förderhöhe unabhängig vom Fördermedium für kinematische Viskositäten unter 20 mm²/s betrachtet werden. Aus diesem Grund ist es besonders geeignet, die Kennlinie von Kreiselpumpen darzustellen. Beim Pumpen von Wasser ist der Wert der Förderhöhe gleich dem Druck in Metern Wassersäule.